La Sélection Assistée par Marqueurs: application chez le peuplier

(1)

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Submitted on 7 Jun 2020

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La Sélection Assistée par Marqueurs: application chez le

peuplier

Véronique Jorge

To cite this version:

Véronique Jorge. La Sélection Assistée par Marqueurs: application chez le peuplier. Master. Forma-tion Ingénieur Forestier (FIF) de l’ENGREF, 2002. �hal-02831305�

(2)

La

S

élection

A

ssistée par

M

arqueurs :

Application chez le peuplier

S

(3)

Intérêt par rapport à la sélection traditionnelle

Variation de l ’environnement

S.A.M.

Définition :

utilisation de marqueurs moléculaires pour

accélération et l’optimisation des schémas de sélection

Objectif :

combiner des qualités de croissance, qualité du

bois et résistance partielle à large spectre à

Melampsora

larici

-

populina

.

(4)

Outils nécessaires pour la SAM

-1-

Carte génétique

Caractères quantitatifs

-2-

-3-

(5)

-1-La construction de cartes génétiques

1 croisement avec suffisament de descendants (90-100)

Populus deltoides

(6)

Cas particulier des espèces allogames: pas de lignées pures

X

-1- La construction de cartes génétiques

X

L1

_L2

Cas du peuplier

Analogie avec un

rétrocroisement (BC1)

de lignées pures

F

₁

BC

₁

(7)

-1- La construction de cartes génétiques

Les marqueurs moléculaires

Extraction d ’ADN

Amplification par PCR

Séparation sur gel

Microsatellites

RAPD

SCAR ...

Digestion

Séparation sur gel

Transfert

Hybridation

RFLP

Polymorphisme et Ségrégation

(8)

-1- La construction de cartes génétiques

Les marqueurs moléculaires:

les microsatellites

AGAGAGAGAG TCTCTCTCTC AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG TCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTC AGAGAGAGAGAGAGAGAG TCTCTCTCTCTCTCTCTC

Amplification

= Répétition d’1, 2 ou plusieurs nucléotides

(PMGC576, Faivre-Rampant et al.)

(9)

-1- La construction de cartes génétiques

Les marqueurs moléculaires :

RFLP

Polymorphisme des fragments de restriction

Sonde

Digestion

(RFLP P839, Faivre-Rampant et al.)

Descendants

taille

(10)

-1- La construction de cartes génétiques

Calcul du taux de

recombinaison

% recombinés => distance entre

marqueurs

A B C D

B

0.50 C

0.50 0.125

D

0.50 0.25 0.125

E

0.50 0.50 0.50 0.50

A

B

C

D

F

Lecture

codage 0/1

~300 marqueurs

...

Groupes

B

C

D

A

E

12,5 cM 12,5 cM

Ordre

Carte génétique

(11)

-2-Exemple d’un caractère quantitatif chez le peuplier

La résistance à la rouille

Populus deltoides

x

Populus trichocarpa

R totale

(12)

2- Caractère quantitatif

Mesures :

laboratoire

et

pépinière

0 5 10 15 20 25 30 35 40 2.12 2.53 2.94 3.36 3.77 4.19 4.60 5.01

Nombre de sores

Nombre de

genotypes

Distribution

Composantes de la résistance

Nombre de sores

Taille de sores

Latence

(13)

-3-Détection de

QTL

(Quantitative Trait Loci)

Hypothèses

2 marqueurs M et M ’

_{1 QTL}

X

Cas du peuplier

Analogie avec un

rétrocroisement (BC1)

de lignées pures

BC

₁

M

₂

M’

₂

M

₁

M’

₁

QTL

L1

L2

F

₁

(14)

-3- Détection de QTL

-A- Analyse de variance, un marqueur à la fois

Pas de différence significative

entre moyennes

Pas de QTL aux alentours de M

’

Différence significatives

entre moyennes

Présence d’un QTL aux alentours de M

Modèle : Y

_ij

= µ +

α

_i

+ E

_ij

M

0

1 M’

0

1 ×

×

valeur du caractère

quantitatif

M

M’

QTL

(15)

-3- Détection de QTL

Mesure de l’effet du QTL :

R

2 _{= part de variation phénotypique expliquée par le marqueur M}

= SC

_Mi

/(SC

_Mi

+SC

_E

)

PMGC667-2 E4M2-7 E5M5-7 Q17-2000

Résistance

partielle

10%-52%

E1M3-4 E16-700 N14-2100 N11-900 E1M4-8 E1M3-1 E5M4-1 E1M3-14 E5M5-4 I10-1250 P2-650

Tolérance en hauteur et

circonférence 9%

P. trichocarpa

Avantage : méthode rapide pour la détection de QTL

Mais : pas de distinction entre effet fort et distance

Tolérance en hauteur et

circonférence 37%

E5M5-1 G10-1100 P4-500 F6-1500 E11-500 C19-950 H2-600 PMGC433 E1M7-2 E1M4-2 E2M5-6 PAL1 E1M5-3 R15-1200 H1-1300 E2M5-82

P. deltoides

E2M6-41 F6-1250 E2M2-6 E5M5-3 E1M2-10 E2M6-42

Chez le peuplier :

(Résultats A. Dowkiw)

(16)

-B- Cartographie par intervalle

-3- Détection de QTL

LOD = log

₁₀

(P

_QTL

/P

_nonQTL

)

Avantage : pour les intervalles >20cM

Mais : problème pour la détection de deux QTL proches

M

₁

M’

₁

LOD

2

1

3

4

5 Distance en cM

(17)

-3- Détection de QTL

rF16.1500

0 1 2 3 4 5 6

P. deltoides

rE5M5.1

rC19.950

H2.600

H1.1300

rE1M4.2

E1M5.3

E1M3.2

R15.1200

rG10.1100

LOD

7 Tolérance en hauteur et

circonférence

27 %

(18)

Transfert des marqueurs et étude de l’expression

des QTL de résistance dans différents fonds

génétiques

P.deltoides

36-100

19-

73 19-

77

101 -74

7302862

L150089

L123041

L155079

TNS06042

= Famille étudiée

P.trichocarpa

54

(19)

S.A.M.

A- Choix des marqueurs associés à

plusieurs caractères

,

plusieurs

composantes

B- Sélection rapide à l’aide de ces marqueurs des génotypes

combinant le plus de caractères favorables

=

idéotype

C- Croisements et S.A.M. supplémentaires pour combiner

l’ensemble des caractères